OBTENCIN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIN

ENSAYOS DE VACIO Y CORTOCIRCUITO EN UN TRANSFORMADOR MONOFASICO2015

Curso:Mquinas Elctricas

Profesor:Mag. Ing. Agustn Gutirrez Pucar

Informe Nro.:2 Tema:Ensayos de Vaco y Cortocircuito de un Transformador Monofsico

Integrantes:Mendieta Raymundo, Leo

Ojeda Vargas, MiguelReynoso Nez, ReynaldoTorres Sosa, Luis Zarzosa Ortiz, Jeanfranco

Aula:E 403

Horario:Viernes de 18:30 a 20:00

2015-I

INTRODUCCIN

El presente informe determinaremos los parmetros del circuito equivalente exacto de un transformador monofsico para operacin a frecuencia y tensin nominales, cuyos parmetros influyen en la potencia del mismo, en donde esos dispositivos elctricos son los ms utilizados en los sistemas de potencia, ya que con l, podemos aumentar o disminuir tensiones en corriente alterna.

En este experimento obtendremos algunas curvas en los ensayos del transformador ya se en vaco o en cortocircuito, en donde usaremos un transformador de 220v 110v, comprobando experimentalmente la validez de los clculos tericos; y mostraremos de una forma clara y resumida los mtodos utilizados durante la prctica.

Por ltimo mediremos con el multmetro la tensin e intensidad del circuito, y anotaremos las medidas del voltaje y de la corriente, y podremos analizar para poder sacar nuestras propias observaciones y conclusiones que hemos desarrollado en esta prctica.

COMPENDIO TERICO

Transformador: Es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto nivel de tensin e intensidad, en energa alterna de otro nivel de tensin e intensidad, por medio de interaccin electromagntica. Est constituido por dos bobinas de material conductor denominados primario y secundario, aisladas entre s elctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferromagntico. La nica conexin entre las bobinas la constituye el flujo magntico comn que se establece en el ncleo.

Al conectar el devanado primario a una corriente alterna monofsica, se establece un flujo magntico alterno dentro del ncleo. Este flujo atraviesa el devanado secundario induciendo una fuerza electromotriz en el devanado secundario. A su vez, al circular corriente alterna en el secundario, se contrarresta el flujo magntico, induciendo sobre el primario una fuerza contra electromotriz.

Un transformador convierte energa elctrica en magntica en el primario, y en el secundario convierte energa magntica en elctrica. El primario se comporta como un receptor y el secundario como un generador.

Ensayo en vaco: El ensayo de vaco proporciona, a travs de las medidas de tensin, intensidad y potencia en el bobinado primario, los valores directos de la potencia perdida en el hierro, y deja abierto el bobinado secundario. Por lo tanto, este bobinado no ser recorrido por ninguna intensidad, y no se tendrn en cuenta los valores de las prdidas en el cobre para este ensayo.

Los principales datos que hay que determinar en el ensayo de vaco son:

Las prdidas en el hierro a travs de la lectura del vatmetro (w) en el bobinado primario, entendiendo que la Po es la potencia medida en el vatmetro (w). La relacin de transformacin (n):

Tambin podemos calcular, con la ayuda de los resultados:

La impedancia (Z):

La potencia aparente en vaco (S):

El ngulo de desfase () o factor de potencia de vaco:

Hay que tener en cuenta algunas consideraciones cuando se producen prdidas en el hierro o en vaco de un transformador; estas prdidas tienen bastante importancia durante su explotacin, ya que por ella misma provoca un consumo de energa incluso cuando el transformador no tiene consumo.

Ensayo en cortocircuito: Con el ensayo en cortocircuito, conseguimos las intensidades en los dos bobinados, aplicando una pequea tensin al primario y cortocircuitando el secundario con un ampermetro (el ampermetro tiene una resistencia prcticamente nula).

Con un autotransformador regulable y comenzando desde cero, aplicamos progresivamente la tensin, que se incrementa voltio a voltio, hasta conseguir las intensidades nominales en los dos bobinados.

En el ensayo de cortocircuito, como las intensidades son nominales, se producen prdidas en el cobre por efecto Joule similares a las que se dan cuando el transformador est en carga; se diferencian en el rendimiento cuando el ndice de carga es menor que la unidad.

Las prdidas en el cobre se calculan mediante:

Estas prdidas se determinan directamente con el vatmetro conectado en el primario, que corresponde a la potencia en cortocircuito (Pcc).

Los valores de la resistencia (Rcc), de la inductancia (Xcc), y de la impedancia (Zcc) de los circuitos en el ensayo en cortocircuito se obtendrn mediante:

Resistencia:

Inductancia:

Impedancia:

La intensidad en cortocircuito (Icc) se obtiene:

Factor de potencia:Una vez obtenidos los datos del ensayo (la potencia y la tensin de cortocircuito), el coseno de ser:

PROCEDIMIENTO

1.- Ensayo de Vaco:

1.1.- Conectar el circuito mostrado:

Figura N1: Circuito a implementar de la prueba de vaco.

1.2.- Tomar lectura de los instrumentos para tensiones desde 10 a 130 V.

V1(volt)A1(mA)W(vatios)V2(volt)Cos0

10.626.10.17219.80.6217

20.634.630.5332.60.7429

3041.440.98156.30.7891

41.149.941.65676.10.8068

50.658.772.38095.10.8003

60.269.333.250113.60.7787

70.483.324.310132.80.7348

80.5103.65.520151.70.6619

90.1133.36.780169.90.5645

100.1177.58.280188.30.4660

110.1277.59.996206.90.3823

120.3317.212.04226.10.3155

131.5431.914.92247.20.263

Tabla N1: Lectura de los instrumentos en la prueba de vaco.

2.- Ensayo de Cortocircuito:2.1.- Conectar el circuito mostrado:

Figura N2: Circuito a implementar de la prueba de cortocircuito.

2.2.- Tomar lectura de los instrumentos para diferentes corriente de cortocircuito hasta la corriente nominal del transformador.

A1(Amp)V1(volt)W(vatios)Cos0

0.2983.41.1441.1291

0.3894.51.951.1139

0.5206.03.5171.1272

0.5926.94.5871.1229

0.7468.87.3301.1166

Tabla N2: Lectura de los instrumentos en la prueba de cortocircuito.

CUESTIONARIO

1.- Relacin de los datos tomados en la experiencia:

Tabla N1: Lectura de los instrumentos en la prueba de vaco.

V1(volt)A1(mA)W(vatios)V2(volt)Cos0

10.626.10.17219.80.6217

20.634.630.5332.60.7429

3041.440.98156.30.7891

41.149.941.65676.10.8068

50.658.772.38095.10.8003

60.269.333.250113.60.7787

70.483.324.310132.80.7348

80.5103.65.520151.70.6619

90.1133.36.780169.90.5645

100.1177.58.280188.30.4660

110.1277.59.996206.90.3823

120.3317.212.04226.10.3155

131.5431.914.92247.20.263

Tabla N2: Lectura de los instrumentos en la prueba de cortocircuito.

A1(Amp)V1(volt)W(vatios)Cos0

0.2983.41.1441.1291

0.3894.51.951.1139

0.5206.03.5171.1272

0.5926.94.5871.1229

0.7468.87.3301.1166

2.- Del ensayo de vaco trazar las siguientes curvas:

a) versus V1(volt)Cos0

10.60.6217

20.60.7429

300.7891

41.10.8068

50.60.8003

60.20.7787

70.40.7348

80.50.6619

90.10.5645

100.10.466

110.10.3823

120.30.3155

131.50.263

Tabla N3: versus

Curva N1: versus

b) versus V1(volt)W(vatios)

10.60.172

20.60.53

300.981

41.11.656

50.62.38

60.23.25

70.44.31

80.55.52

90.16.78

100.18.28

110.19.996

120.312.04

131.514.92

Tabla N4: versus

Curva N2: versus

c) versus V1(volt)A1(mA)

10.626.1

20.634.63

3041.44

41.149.94

50.658.77

60.269.33

70.483.32

80.5103.6

90.1133.3

100.1177.5

110.1277.5

120.3317.2

131.5431.9

Tabla N5: versus

Curva N3: versus

3.- Del ensayo de cortocircuito trazar las siguientes curvas:

a) versus

V1(volt)W(vatios)

3.41.144

4.51.95

63.517

6.94.587

8.87.33

Tabla N6: versus

Curva N4: versus

b) versus

V1(volt)A1(Amp)

3.40.298

4.50.389

60.52

6.90.592

8.80.746

Tabla N7: versus

Curva N5: versus

a) versus

V1(volt)Cos0

3.41.1291

4.51.1139

61.1272

6.91.1229

8.81.1166

Tabla N8: versus

Curva N6: versus

OBSERVACIONES

Idealmente, el valor mnimo y mximo de voltaje son 0 y 220 Voltios respetivamente; pero experimentalmente los valores resultaron 4.2 y 235 Voltios respectivamente, por lo tanto toda la experimentacin se realiz con estos valores.

Los valores obtenidos por los instrumentos son valores eficaces, por lo tanto se utilizaron las ecuaciones eficaces de la densidad del flujo, intensidad magntica y la permeabilidad.

El nmero de vueltas en el devanado primario de 250 espiras y la frecuencia 60 Hz son meramente suposiciones que afectan la exacta obtencin de los valores reales, pero no afectan en la comparacin y confirmacin de las curvas de magnetizacin y permeabilidad magntica.

CONCLUSIONES

A partir de pruebas experimentales se determina las caractersticas de magnetizacin del material.

La curva de histresis nos indica que tan buen material tenemos para conducir corriente.

Mayor cantidad de prdidas por histresis, mayor ser el consumo de energa.UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PER1